Файл: Tulenko Двойные интегралы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.03.2021

Просмотров: 450

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

3.

Âû÷èñëåíèå

ìîìåíòîâ

èíåðöèè

ïëîñê

îãî

òåëà

Âñïîìíèì,

÷òî

ìîìåíò

èíåðöèè

ìàòåðèàëüíîé

òî÷êè

îò-

íîñèòåëüíî

íåê

îòîðîé

îñè

ðàâåí

ïðîèçâåäåíèþ

ìàññû

ýòîé

òî÷êè

íà

êâàäðàò

ðàññòî

ÿíèÿ

îò

íåå

äî

ýòîé

îñè,

à

ìîìåíò

èíåðöèè

ñèñòåìû

ìàòåðèàëüíûõ

òî÷åê

ðàâåí

ñóììå

ìîìåí-

òîâ

èíåðöèè

âñåõ

òî÷åê.

Ò

îã

äà

ìîìåíòû

èíåðöèè

ïëîñê

îãî

òåëà

îòíîñèòåëüíî

ê

î-

îð

äèíàòíûõ

îñåé

Ox

è

Oy

ìîãóò

áûòü

âû÷èñëåíû

ïî

îð-

ìó

ëàì:

I

x

=

Z Z

D

y

2

·

ρ

(

x, y

)

dxdy,

I

y

=

Z Z

D

x

2

·

ρ

(

x, y

)

dxdy,

(21)

à

ìîìåíò

èíåðöèè

îòíîñèòåëüíî

íà

÷àëà

ê

îîð

äèíàò

ðàâåí

I

0

=

Z Z

D

(

x

2

+

y

2

)

·

ρ

(

x, y

)

dxdy

=

I

x

+

I

y

.

(22)

Ïðèìåð

9

Íàéòè

ìîìåíòû

èíåðöèè

òðåóãîëüíèê

à,

îãðàíè÷åííîãî

ïð

ÿìûìè

x

+

y

= 2

, x

= 2

,

y

= 2

,

îòíîñèòåëüíî

îñåé

Ox

,

Oy

è

íà

÷àëà

ê

îîð

äèíàò

,

åñëè

åãî

ïîâåð

õíîñòíàÿ

ïëîòíîñòü

â

ê

àæäîé

òî÷ê

å

ïðîïîðöèîíàëüíà

îð

äèíàòå

ýòîé

òî÷êè.

åøåíèå

1.

Èçîáðàçèì

òðåóãîëüíèê

íà

ïëîñê

îñòè

(îáëàñòü

D

íà

ðèñ.

24).

Âåðøèíàìè

òðåóãîëüíèê

à

ÿâëÿþòñ

ÿ

òî÷êè

A

(2

,

0)

,

B

(2

,

2)

,

C

(0

,

2)

.

2.

Âû÷èñëèì

ìîìåíòû

èíåðöèè

òðåóãîëüíèê

à

îòíîñè-

òåëüíî

ê

îîð

äèíàòíûõ

îñåé

ïî

îðìó

ëàì

(21).

Ïî

ó

ñëîâèþ

çàäà

֏

ïîâåð

õíîñòíàÿ

ïëîòíîñòü

òðåóãîëü-

íèê

à

â

ê

àæäîé

òî÷ê

å

çàäàåòñ

ÿ

âûðàæ

åíèåì

ρ

(

x, y

) =

ky

,

ã

äå

51


background image

èñ.

24

k

ê

îýèöèåíò

ïðîïîðöèîíàëüíîñòè,

à

îáëàñòü

èíòåãðè-

ðîâàíèÿ

D

ÿâëÿåòñ

ÿ

ïðîñòîé

îòíîñèòåëüíî

îáåèõ

îñåé

(ðèñ.

24).

Èìååì

I

x

=

Z Z

D

y

2

·

kydxdy

=

k

2

Z

0

dy

2

Z

2

y

y

3

dx

=

=

k

2

Z

0

y

3

(2

2

y

)

dy

=

k

2

Z

0

y

4

dy

=

k

y

5

5




2

0

=

32

5

k,

I

y

=

Z Z

D

x

2

·

kydxdy

=

k

2

Z

0

dx

2

Z

2

x

x

2

y dy

=

=

k

2

Z

0

x

2

dx

y

2

2



2

2

x

=

k

2

2

Z

0

x

2

4

(2

x

)

2

dx

=

=

k

2

2

Z

0

(4

x

3

x

4

)

dx

=

k

2

x

4

x

5

5



2

0

=

24

5

k.

52


background image

Çàìå÷àíèå:

äëÿ

óïðîùåíèÿ

âû÷èñëåíèé

ïðè

íàõ

î

æäå-

íèè

I

x

è

I

y

â

ïîâòîðíûõ

èíòåãðàëàõ

áûë

âûáðàí

ðàçëè÷íûé

ïîð

ÿäîê

èíòåãðèðîâàíèÿ.

Ñîã

ëàñíî

(22),

âû÷èñëèì

ìîìåíò

èíåðöèè

îòíîñèòåëüíî

íà

÷àëà

ê

îîð

äèíàò

ê

àê

ñóììó

ïîëó÷åííûõ

ðåçó

ëü

ò

àòîâ:

I

0

=

I

x

+

I

y

=

56

5

k.

Îòâåò:

I

x

=

32

5

k

,

I

y

=

24

5

k

,

I

0

=

56

5

k.

Çàäà

֏

äëÿ

ñàìîñòî

ÿòåëüíîãî

ðåøåíèÿ

Çàäà

ֈ

8

1.

Íàéòè

ìàññó

ïëàñòèíêè,

èìåþùåé

îðìó

ïð

ÿìîóãîëü-

íîãî

òðåóãîëüíèê

à

ñ

ê

àòåò

àìè

AB

=

a

,

BC

=

b

,

åñëè

åå

ïëîòíîñòü

â

ëþáîé

òî÷ê

å

ðàâíà

ðàññòî

ÿíèþ

îò

ýòîé

òî÷êè

äî

ê

àòåò

à

BC

.

2.

Íàéòè

ê

îîð

äèíàòû

öåíòðà

ò

ÿæ

åñòè

î

äíîðî

äíîé

èãó-

ðû

(

ρ

=

c

),

îãðàíè÷åííîé

êðèâûìè

xy

= 4

,

y

2

= 16

x

,

x

= 4

.

3.

Íàéòè

ìîìåíòû

èíåðöèè

òðåóãîëüíèê

à,

èìåþùåãî

ïëîò-

íîñòü

ρ

=

c

è

îãðàíè÷åííîãî

ïð

ÿìûìè

x

+

y

= 1

,

x

+ 2

y

= 2

,

y

= 0

,

îòíîñèòåëüíî

îñåé

Ox

è

Oy

.

4.

Íàéòè

ìàññó

ïëàñòèíêè,

îãðàíè÷åííîé

êðèâûìè

y

=

x

2

,

y

=

x

,

åñëè

åå

ïîâåð

õíîñòíàÿ

ïëîòíîñòü

ðàâíà

ρ

=

x

+ 2

y

.

5.

Îïðåäåëèòü

ê

îîð

äèíàòû

öåíòðà

ò

ÿæ

åñòè

ïëîñê

îé

î

ä-

íîðî

äíîé

ïëàñòèíêè

(

ρ

=

c

),

îãðàíè÷åííîé

êðèâûìè

y

=

x

2

,

y

= 2

x

2

,

x

= 1

,

x

= 2

.

6.

Âû÷èñëèòü

ìîìåíò

èíåðöèè

îòíîñèòåëüíî

íà

÷àëà

ê

î-

îð

äèíàò

èãóðû,

îãðàíè÷åííîé

ïð

ÿìûìè

x

+

y

= 2

,

x

= 0

,

y

= 0

,

åñëè

ρ

= 1

.

7.

Íàéòè

ê

îîð

äèíàòû

öåíòðà

ò

ÿæ

åñòè

î

äíîðî

äíîé

èãó-

ðû

(

ρ

(

x, y

) =

c

),

îãðàíè÷åííîé

êðèâûìè

y

=

x

,

y

2

= 3

x

.

53


background image

8.

Âû÷èñëèòü

ìîìåíòû

èíåðöèè

òðåóãîëüíèê

à

î

äíîðî

ä-

íîãî

òðåóãîëüíèê

à

(

ρ

=

c

)

ñ

âåðøèíàìè

A

(2

,

2)

,

B

(0

,

2)

,

C

(2

,

0)

.

9.

Íàéòè

ìàññó

è

ñò

àòè÷åñêèå

ìîìåíòû

ïëàñòèíêè,

îãðà-

íè÷åííîé

êðèâûìè

y

= 4

x

2

,

y

= 0

,

åñëè

åå

ïîâåð

õíîñòíàÿ

ïëîòíîñòü

ρ

=

a

.

10.

Íàéòè

ìîìåíòû

èíåðöèè

î

äíîðî

äíîé

èãóðû,

îãðà-

íè÷åííîé

ýëëèïñîì

x

2

a

2

+

y

2

b

2

= 1

,

îòíîñèòåëüíî

îñåé

Ox

,

Oy

è

îòíîñèòåëüíî

íà

÷àëà

ê

îîð

äèíàò

.

11.

Íàéòè

ìàññó

ïëàñòèíû,

îãðàíè÷åííîé

êðèâûìè

y

=

x

2

,

y

=

x

,

åñëè

åå

ïîâåð

õíîñòíàÿ

ïëîòíîñòü

ρ

=

x

+ 2

y

.

12.

Îïðåäåëèòü

ê

îîð

äèíàòû

öåíòðà

ò

ÿæ

åñòè

î

äíîðî

äíîé

ïëàñòèíêè,

îãðàíè÷åííîé

êðèâûìè

y

=

2

x

x

2

,

y

= 0

.

13.

Îïðåäåëèòü

ìàññó

ïëîñê

îãî

òåëà,

îãðàíè÷åííîãî

êðè-

âûìè

y

2

= 4

x

+ 4

,

y

2

=

2

x

+ 4

,

åñëè

ρ

(

x, y

) = 2

y

.

14.

Íàéòè

ìîìåíòû

èíåðöèè

î

äíîðî

äíîé

èãóðû

(

ρ

=

c

),

îãðàíè÷åííîé

ê

àð

äèîèäîé

r

=

a

(1 + cos

ϕ

)

,

îòíîñèòåëüíî

îñåé

Ox

,

Oy

è

îòíîñèòåëüíî

íà

÷àëà

ê

îîð

äèíàò

.

15.

Íàéòè

ìàññó

êðóã

ëîé

ïëàñòèíû

(

x

2

+

y

2

1

)

ñ

ïî-

âåð

õíîñòíîé

ïëîòíîñòüþ

ρ

(

x, y

) = 2

x

y

.

54


background image

Ñïèñîê

ëèòåðàòóðû

[1℄

Êó

äð

ÿâöåâ

Ë.

Ä.

Êðàòêèé

êóðñ

ìàòåìàòè÷åñê

îãî

àíà-

ëèçà

:

â

2

ò

./

Ë.Ä.

Êó

äð

ÿâöåâ.

Ì.

:

Ôèçìàò

ëèò

,

2005.

Ò

.

2.

424

ñ.

[2℄

Ñáîðíèê

çàäà

÷

ïî

ìàòåìàòè÷åñê

îìó

àíàëèçó

:

â

3

ò

./

Ë.

Ä.

Êó

äð

ÿâöåâ

äð.℄.

Ì.

:

Ôèçìàò

ëèò

,

2003.

Ò

.

2.

504

ñ.

[3℄

Ñáîðíèê

çàäà

÷

ïî

âûñøåé

ìàòåìàòèê

å:

ñ

ê

îíòðîëüíûìè

ðàáîò

àìè.

ÿäû

è

èíòåãðàëû.

Âåêòîðíûé

è

ê

îìïëåê

ñ-

íûé

àíàëèç.

Äèåðåíöèàëüíûå

óðàâíåíèÿ.

Ò

åîðèÿ

âå-

ðî

ÿòíîñòåé.

Îïåðàöèîííîå

èñ÷èñëåíèå./

Ê.

Í.

Ëóíãó

äð.℄.

Ì.

:

Àéðèñ

Ïðåññ,

2007.

592

ñ.

[4℄

Äàíê

î

Ï.

Å.

Âûñøàÿ

ìàòåìàòèê

à

â

óïðàæíåíèÿõ

è

çà-

äà

÷àõ

:

â

2

÷./

Ï.

Å.

Äàíê

î,

À.

.

Ïîïîâ,

Ò

.

ß.

Êî

æ

åâ-

íèê

îâà.

Ì.

:

Âûñø.

øê.,

1986.

×.

2.

415

ñ.

55